CN118062420B - 一种外浮顶储罐浮盘落底自动氮封循环*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种外浮顶储罐浮盘落底自动氮封循环***，解决了现有技术中存在的浮盘落底后容易形成***性混合气体空间的技术问题。本发明提供了一种外浮顶储罐浮盘落底自动氮封循环***，包括外浮顶储罐、注氮抽气机构和导向密封机构，导向密封机构包括导向管、密封伸缩套和密封罩，导向管的第一端通过氮封组件与注氮抽气机构连通，导向管的第二端与浮盘下部的气相空间连通，导向管与浮盘的连接处罩设有密封罩，密封伸缩套套设在导向管上，密封伸缩套的第一端与导向管外壁连接，密封伸缩套的第二端与密封罩连通，注氮抽气机构、导向管、密封伸缩套、密封罩和浮盘的气相空间之间形成封闭的可伸缩式流道，最大程度降低安全事故，有利于对环境的保护。
Description
技术领域
本发明涉及石油储运技术领域，涉及到浮顶储罐收发油工艺过程，具体涉及一种外浮顶储罐浮盘落底自动氮封循环***。
背景技术
浮顶储罐分为外浮顶储罐和内浮顶储罐，大型储罐通常采用外浮顶结构。浮顶是指漂浮在贮液表面上且随着储液的输入输出而上下浮动的浮动顶盖。浮盘落底是指储罐内液位过低时，浮盘支腿接触储罐底部而导致浮顶不在漂浮在贮液上的作业过程，是油品装卸过程危险性较大的作业之一，存在极大的安全隐患和污染问题。因此，国家安全生产监督管理总局针对浮顶落底的安全环保问题公布了《油气罐区防火防爆十条规定》，其中，明确规定严禁内浮顶储罐运行中浮顶落底，同时，多数企业也明确严禁大型外浮顶储罐在运行过程中出现浮顶落底的工作状态，这导致了浮顶油罐的整体容积利用率直接下降近20％。
以某10万m3大型外浮顶油罐为例，油罐罐壁高度为21.8m，最大液位高度为19.5米，浮顶底部支腿高度为2m。若浮顶不能落底，在每次油料转运过程中将有2万m3以上的油料被留在油罐底部，储罐的有效使用容积不到8万m3，极大的限制了油罐的容积利用率。若浮顶落底后将底部油料完全抽走，储罐与浮顶之间将形成2万m3以上的气相空间，充满油气混合气体，一旦遇到静电放电或其他明火，将发生严重的火灾***事故。
例如，美国专利号为US2009183797A1，公开了一种储存容器中去除挥发性蒸汽的方法，通过气体喷嘴向储存容器密闭空间中注入气体、回收气体的方式实现储存容器内挥发性蒸汽的回收，避免了外排造成环境污染。但是存在如下技术问题：仅针对浮盘落底结束后的气相空间进行氮气置换和油气冷凝回收处理，不能解决浮顶在落底发油过程和再次进油过程的安全环保问题。
中国专利号为CN201510187369.2，公开了一种用于浮顶储罐的安全防护方法，采用橡胶带将橡胶软浮盘固定在浮顶储罐的金属浮顶底部，在浮顶漂浮时不充气，在浮顶落地时充气，避免了油面与浮盘之间形成油气空间，提高了储罐容积利用率。但是存在如下技术问题：橡胶浮盘易破损、安装检修困难等不足。
中国专利号为CN113003027，公开了了一种浮顶储罐浮盘落底过程安全防护***，在石油储罐内底部设置有注氮抽气组件，注氮抽气组件与储罐下部人孔固定连接，且注氮抽气口靠近浮盘落底时的最低位置，再将注氮抽气组件与氮气回收供给***相连，通过注入氮气和VOCS回收处理解决浮盘落底时的安全和环保问题。但是存在如下技术问题：需要人工排放注氮抽气组件中残留贮液后，再与氮气回收供给***连接，才能启动浮盘落底发油作业或收油作业，操作过程复杂，作业无法实现自动化，导致应用受限。
因此，浮盘落底的安全及环保的问题是外浮顶储罐运行过程中的核心问题之一，如何避免浮盘落底后形成***性混合气体空间的问题成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种外浮顶储罐浮盘落底自动氮封循环***，以解决现有技术中存在的浮盘落底后容易形成***性混合气体空间的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种外浮顶储罐浮盘落底自动氮封循环***，包括外浮顶储罐、注氮抽气机构和导向密封机构，所述导向密封机构包括导向管、密封伸缩套和密封罩，至少一所述导向管的第一端通过氮封组件与所述注氮抽气机构连通，所述导向管的第二端与所述外浮顶储罐的浮盘下部的气相空间连通，所述导向管与所述浮盘的连接处罩设有所述密封罩，所述密封伸缩套套设在所述导向管上，所述密封伸缩套的第一端与所述导向管外壁连接，所述密封伸缩套的第二端与所述密封罩连通，所述注氮抽气机构、所述导向管、所述密封伸缩套、所述密封罩和浮盘下部的气相空间之间形成封闭的可伸缩式流道。
优选地，所述氮封组件为三通结构，所述氮封组件的第一接口上设置有流量检测仪和气控阀，且与所述注氮抽气机构连通，所述氮封组件的第二接口与所述导向管连通，所述氮封组件的第三接口上设置有液位检测仪。
优选地，所述注氮抽气机构包括储气罐，所述储气罐依次通过充排气总管、充排气支管路和所述氮封组件与所述导向管连通，所述充排气总管与所述储气罐之间并列设置有流量调节阀和压缩机组。
优选地，所述储气罐上设置有充排气口和压力传感器。
优选地，所述浮盘的自动通气阀上设置有封堵罩。
优选地，所述浮盘的至少一人孔设置有气体采样点。
优选地，至少一所述人孔上设置有呼吸阀。
本发明优选技术方案至少还可以产生如下技术效果：
1、本发明有效解决现有技术中外浮顶储罐浮盘落底后氮封气体无法自动有序注入和排放的技术问题。本发明提供了一种外浮顶储罐浮盘落底自动氮封循环***，包括外浮顶储罐、注氮抽气机构和导向密封机构，导向密封机构包括导向管、密封伸缩套和密封罩，导向管的第一端通过氮封组件与注氮抽气机构连通，导向管的第二端与浮盘下部的气相空间连通，导向管与浮盘的连接处罩设有密封罩，密封伸缩套套设在导向管上，密封伸缩套的第一端与导向管外壁连接，密封伸缩套的第二端与密封罩连通，注氮抽气机构、导向管、密封伸缩套、密封罩和浮盘下部的气相空间之间形成封闭的可伸缩式流道，且不会干扰浮盘的升降运动。
2、本发明有效避免了解决现有技术中存在的浮盘落底后容易形成***性混合气体空间的技术问题。本发明通过注氮抽气机构、导向管、密封伸缩套、密封罩和浮盘下部的气相空间之间形成循环封闭的可伸缩式流道在油罐发油时，注氮抽气机构的氮气能沿流道流动至气相空间内；在油罐进油时，外浮顶储罐内低氧气体能沿流道流动至注氮抽气机构，代替了外浮顶储罐直接与外界的呼吸过程，从而避免了外浮顶储罐内的VOC气体外排和外界氧气进入浮盘下部气相空间，实现了浮盘落底的自动氮封内循环，最大程度降低安全事故，有利于对环境的保护。
3、本发明采用循环利用的低氧气体，实现了浮盘落底收油、发油的自动化作业，降低了***的运行成本，且气体中的VOC气体不被处理，逐渐累积至VOC气体的饱和蒸气压后，能够有效的抑制油品的蒸发。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种外浮顶储罐浮盘落底自动氮封循环***的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图。
图中：
1、储气罐；101、压力传感器；2、压缩机组；3、流量调节阀；4、充排气总管；5、充排气支管；6、外浮顶储罐；7、导向管；701、通气孔；8、浮盘；9、导向组件；901、条形孔；10、密封罩；11、密封伸缩套；12、平台；13、氮封组件；1301、气控阀；1302、流量检测仪；1303、液位检测仪；14、气体采样点；15、封堵罩；16、自动通气阀；17、人孔；18、呼吸阀；19、气相空间；20、充排气阀组。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
如图1、2所示，本发明提供了一种外浮顶储罐浮盘落底自动氮封循环***，包括外浮顶储罐6、注氮抽气机构和导向密封机构，导向密封机构包括导向管7、密封伸缩套11和密封罩10，导向管7的第一端通过氮封组件13与注氮抽气机构连通，导向管7的第二端与外浮顶储罐6的浮盘8下部的气相空间连通，导向管7与浮盘8的连接处罩设有密封罩10，密封伸缩套11套设在导向管7上，密封伸缩套11的第一端与导向管7外壁连接，密封伸缩套11的第二端与密封罩10连通，注氮抽气机构、导向管7、密封伸缩套11、密封罩10和浮盘8下部的气相空间19之间形成封闭的可伸缩式流道。
本发明通过在导向管7外部套设密封伸缩套11和密封罩10，密封伸缩套11能够随着浮盘8升降运动自适应进行伸缩运动，注氮抽气机构、导向管7、密封伸缩套11、密封罩10和浮盘8下部的气相空间19之间形成封闭的可伸缩式流道，且不会干扰浮盘8的升降运动，注氮抽气机构的氮气沿流道流动至气相空间19内，外浮顶储罐6内低氧气体沿流道流动至注氮抽气机构，代替了外浮顶储罐6直接与外界的呼吸过程，从而避免了外浮顶储罐6内的VOC气体外排和外界氧气进入浮盘8下部气相空间19，实现了浮盘8落底的自动氮封内循环，最大程度降低安全事故，有利于对环境的保护。
作为可选地实施方式，氮封组件13为三通结构，氮封组件13的第一接口上设置有流量检测仪1302和气控阀1301，且与充排气支管5路连通，氮封组件13的第二接口与导向管7连通，氮封组件13的第三接口上设置有液位检测仪1303。
液位检测仪1303，用于实时监测外浮顶储罐6的贮液高度。通过液位检测仪1303实时监测根据外浮顶储罐6的液位变化情况，当外浮顶储罐6处于浮盘8落底发油阶段时，注氮抽气机构通过向气相空间19自动充入等体积氮气进行封存保护；当外浮顶储罐6处于盘落底收油阶段时，自动加压回收浮顶储罐排出的低氧气体至注氮抽气机构，提高外浮顶储罐6容积利用率的同时，提高作业自动化水平。
作为可选地实施方式，导向管7的数量为两个，导向管7的第一端延伸至浮盘8的气相空间19内，且与浮盘8之间具有供气体通过间隙，至少一导向管7的第二端通过氮封组件13与注氮抽气机构连通。
进一步的，导向管7通过导向组件9与浮盘8的上壁连接，其中，导向组件9的具体结构为现有技术，在此不多赘述。
进一步的，导向管7通过导向组件9与浮盘8连接，导向组件9上开设有条形孔901，导向管7穿过条形孔901延伸至浮盘8下部，导向管7与条形孔901之间具有供气体通过间隙，且导向管7上还开设有若干通气孔701，为了避免浮盘8下部的气体通过间隙连通到大气，以及导向管7内的气体通过通气孔701连通到大气的情况发生，密封伸缩套11的第一端与延伸至外浮顶储罐6的顶部平台12外的导向管7的外壁固定连接，密封罩10的第二端覆盖间隙且与浮盘8的上壁固定连接，密封伸缩套11的第二端与密封罩10的第一端连通，以形成限制外浮顶储罐6内的气体外溢至大气的可伸缩式封闭空间。
密封伸缩套11能够随着浮盘8的升降运动自适应进行伸缩运动，注氮抽气机构、导向管7、密封伸缩套11、密封罩10和浮盘8下部的气相空间19之间形成封闭的可伸缩式流道。
作为可选地实施方式，注氮抽气机构包括储气罐1，储气罐1依次通过充排气总管4、充排气支管5路和氮封组件13与导向管7连通，充排气总管4与储气罐1之间并列设置有流量调节阀3和压缩机组2。
作为可选地实施方式，储气罐1上设置有充排气口和压力传感器101。充排气口与充排气阀组20连通。
当储气罐1内压力低于预设下限阈值时，通过充排气口自动补充氮气；当储气罐1内压力高于上限阈值时时，通过充排气口自动排气泄压。
作为可选地实施方式，浮盘8的自动通气阀16上设置有封堵罩15。
浮盘8上设置了多个自动通气阀16，会使气相空间19与大气连通，为保持气相空间19的密闭性，在所有自动通气阀16上安装封堵罩15。
作为可选地实施方式，浮盘8的至少一人孔17设置有气体采样点14。
进一步的，密封罩10上也可以设置有气体采样点14，便于通过气体采样分析来在线监测浮盘8下部气相空间19的各点氧气浓度参数，保证氮封保护的有效性。
作为可选地实施方式，至少一人孔17上设置有呼吸阀18，用于防止浮盘8下部气相空间19的压力过低或过高而破坏外浮顶储罐6结构，最大程度降低安全事故。
本发明的工作原理：
在外浮顶储罐6的浮盘8落底的发油过程中，液位检测仪1303实时监测外浮顶储罐6液位高度，当外浮顶储罐6内液位达到浮盘8落底预设高度时，气控阀1301和流量调节阀3自动开启，储气罐1内的氮气经流量调节阀3、充排气总管4、充排气支管5、气控阀1301和流量检测仪1302进入导向管7内。在密封伸缩套11和密封罩10的限定下，进入导向管7内的氮气经导向管7的通气孔701以及导向管7与浮盘8之间的间隙注入到浮盘8下部，填充发油后形成的气相空间19。流量调节阀3将根据液位高度差值折算成的发油流量，自动调节阀芯开口大小，使得流量检测仪1302监测的注入氮气流量不低于外浮顶储罐6发油流量，从而防止外界空气通过呼吸阀18进入气相空间19内，实现气相空间19的氮封保护，防止火灾发生。
在外浮顶储罐6浮盘8落底的收油过程中，***同步开启气控阀1301和压缩机组2，外浮顶储罐6内排出的气体经导向管7、流量计、气控阀1301、充排气支管5、充排气总管4进入压缩机组2，经压缩机组2加压后贮存到储气罐1中。
在整个收油、排气过程中，液位检测仪1303实时油罐液位高度，压缩机组2将根据液位差值折算成的收油流量进行自动变频调速，从而调整流量检测仪1302所监测到的排气流量不小于收油流量，防止气相空间19的气体排放到空气中而导致环境污染。
在外浮顶储罐6的浮盘8落底的静置过程中，***对设置在浮盘8上各气体采样点14进行在线采样并检测氧气浓度。当氧气浓度达到预设阈值，自动开启流量调节阀3和气控阀1301，向浮盘8下部气相空间19内注入少量氮气，同时，通过呼吸阀18排除多余气体，从而使浮盘8下部气相空间19的氧气浓度降低到安全阈值，防止火灾发生。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，″多个″的含义是两个或两个以上；术语″上″、″下″、″左″、″右″、″内″、″外″、″前端″、″后端″、″头部″、″尾部″等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语″第一″、″第二″、″第三″等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语″安装″、″相连″、″连接″应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一个示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种外浮顶储罐浮盘落底自动氮封循环***，其特征在于，包括外浮顶储罐、注氮抽气机构和导向密封机构，所述导向密封机构包括导向管、密封伸缩套和密封罩，至少一所述导向管的第一端通过氮封组件与所述注氮抽气机构连通，所述导向管的第二端与所述外浮顶储罐的浮盘下部的气相空间连通，所述导向管与所述浮盘的连接处罩设有所述密封罩，所述密封伸缩套套设在所述导向管上，所述密封伸缩套的第一端与所述导向管外壁连接，所述密封伸缩套的第二端与所述密封罩连通，所述注氮抽气机构、所述导向管、所述密封伸缩套、所述密封罩和浮盘下部的气相空间之间形成封闭的可伸缩式流道。
2.根据权利要求1所述的一种外浮顶储罐浮盘落底自动氮封循环***，其特征在于，所述氮封组件为三通结构，所述氮封组件的第一接口上设置有流量检测仪和气控阀，且与所述注氮抽气机构连通，所述氮封组件的第二接口与所述导向管连通，所述氮封组件的第三接口上设置有液位检测仪。
3.根据权利要求2所述的一种外浮顶储罐浮盘落底自动氮封循环***，其特征在于，所述注氮抽气机构包括储气罐，所述储气罐依次通过充排气总管、充排气支管路和所述氮封组件与所述导向管连通，所述充排气总管与所述储气罐之间并列设置有流量调节阀和压缩机组。
4.根据权利要求3所述的一种外浮顶储罐浮盘落底自动氮封循环***，其特征在于，所述储气罐上设置有充排气口和压力传感器。
5.根据权利要求1所述的一种外浮顶储罐浮盘落底自动氮封循环***，其特征在于，所述浮盘的自动通气阀上设置有封堵罩。
6.根据权利要求1所述的一种外浮顶储罐浮盘落底自动氮封循环***，其特征在于，所述浮盘的至少一人孔设置有气体采样点。
7.根据权利要求6所述的一种外浮顶储罐浮盘落底自动氮封循环***，其特征在于，至少一所述人孔上设置有呼吸阀。
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